Оптимизация экологических и качественных показателей работы сахарных заводов путем совершенствования математического обеспечения АСУТП сахарного производства
Аннотация
Оптимизация экологических показателей и показателей энергоеффективности сахарного производства в условиях обеспечения выпуска продукции високого качества при выпаривании сока в многокорпусной выпарной установке за сет усовершенствования и внедрения математического обеспечения в АСУТП.
На основе данных о потреблении энергии и пара проведен анализ эффективности сахарного производства в целом и по каждому производственному участку отдельно. Расчетными методами на основе нормативных инструментов для расчета базовых, проектных выбросов в результате различных процессов определено влияние наиболее энергозатратных участков сахарного завода, влияющих на окружающую среду. Путем дифференцирования расчета материального баланса производственного процесса установлено влияние внедрения усовершенствованного математического обеспечения АСУТП, в котором учитываются показатели качества сока, на энергоэффективность процесса выпаривания. В статье рассматривается влияние на окружающую среду производства сахара. Рассмотрены особенности работы сахарных заводов Украины и мира. Проведен анализ эффективности сахарного производства в целом и по каждому производственному участку отдельно. Определено влияние наиболее энергоемких участков сахарного завода, которые влияют на окружающую среду. Для повышения конкурентоспособности сахарного производства эффективность работы предприятия должна определяться не только из соображений себестоимости конечной продукции, но и с помощью комплексной стратегической оценки энергоэффективности технологического процесса и минимизации вредного влияния на экологическую ситуацию. Важным элементом развития современных технологий является разработка таких подходов, которые направлены на оптимизацию использования сырья, воды и энергии и получение при этом качественной конкурентоспособной продукции. Эффективное использование энергоресурсов, пара, пресной воды возможно путем внедрения современных АСУТП на сахарных заводах
Украины, где будет использоваться математическое обеспечение, построенное на интеллектуальных подходах. Для получения эффективного математического обеспечения выделены факторы, влияющие на процесс производства и алгоритмы работы АСУТП.
Определены экологические показатели и показатели качества сахарной продукции, которые необходимо учитывать при построении моделей технологического процесса. Установлено, что основными составляющими влияния на среду предприятий сахарной отрасли являются выбросы в атмосферу. Выбросы сахарных заводов содержат как токсичные вещества (оксид углерода, оксиды азота и серы, твердые частицы), так и парниковые газы, вызывающие изменения климата (углекислый газ, монооксид азота, метан). Сбросы сахарных заводов в водные объекты опасны высоким уровнем органики (по БПК) и могут вызывать эвтрофикацию водоемов.
С целью экологического обоснования применения выбранных показателей в математическом обеспечении автоматизированных систем сахарного производства проведено определение объёмов образования парниковых газов в результате использования электроэнергии, выработанной единой энергосистемой Украины, природного газу, декарбонизации известняка и хранения жома. Определено, что внедрение эффективных систем автоматизации технологических процессов сахарного производства способно сократить потребление природного газа на 17% и электроэнергии на 4%. Применены новые подходы к разработке математического обеспечения АСУТП выпарного отделения сахарного завода с учетом качества сока для снижения энергоемкости процесса и минимизации выбросов парниковых газов.
